Posts tagged ‘cover window with sheet to prevent external bad smell’

何のことか分からないだろう。: 去年、外からの異臭の侵入を防ぐため、窓にシートを張ったのは概ね問題なく機能しているが、たまに(掃出し窓から)ベランダに出たいことがあっても※、シートがあるので出られない問題がある。シートを張る前に鳩避けのためにベランダに張った網や、(臭いの侵入を防ぐために)エアコンのドレンホースに付けた逆止弁や そのついでに改良したホース支持具の点検をするためだ。

※と言っても、「外の新鮮な空気を吸ってリフレッシュする」という習慣はないw そもそも、外が臭いことがあるからシートを張った訳だし。

ドレンホースは大きな問題にはならないが、網は、最悪の場合 支柱や網が落下するので、定期的な点検が欠かせない。今まではシート越しに目視していたが、もちろん支柱や網を手で触って強度を確かめられないし、シートの透明度が低くて良く見えないし、角度的に見えない部分があって不安があった。

それで、時々、ベランダに出られるようにしたいと考えた。最良は、シートを自由・容易に剥がせて貼れ、かつ、気密性が保てるような強力なテープ類があることだが、探した限り そういう都合のいいものはない。剥がせる両面テープはある(シートを窓枠に貼るのに使っている※)が、剥がしたら再度貼ることはできない。

※今使っている、日東の剥がせる両面テープ(No.5000NS)は なかなか良い。他とは比べていないが、それなりに強度があり(仕様的には他の同様な製品より強そうだった)、ちゃんと剥がれる。しかも安い。ただ、日光には弱いようで、日の当たった部分が劣化したのかシートが剥がれたのと、剥がす時に細切れになってしまった。

それから、気密性があるファスナーやベルクロのようなものがあればいいが、ちょっと探しただけでは見付からず、あっても高そうだ。

そこで、シートの開口させる部分(ドアに見立てる)の3辺にダクトテープを貼り、その中央に切り込みを入れ、更にその上にダクトテープを重ねて貼ることで、ある程度自由・容易に剥がせて貼れ、しかも強力に着くような仕組みを考えた。 (プロトの写真を参照)

昔の会社で、社内便の封筒の口にセロテープを2重に貼って開閉自在にしているものがあったのを思い出して倣った。

試しにプロト・シミュレーション的なものを作ってみたら、結構うまく行きそうだった。もちろん、ダクトテープなので開閉の回数に制限はあるが、開けるのは多くて年に数回なので何とかなると考えた。

実際の開口部のサイズは、僕が外に出られる最小のサイズを考えて約55cmx1.4mにした。シートに/を貼るダクトテープにはアサヒペンのパワーテープ※のクリア(半透明)を使って、外見が余り見苦しくないようにした。

※今までの経験から、パワーテープはベストではなく(最初は良かったが、いつからか仕様が変わってしまった。: 指で切れない、切ると端が くっついてしまって無駄になりがちで、クリアは糊残りがひどい)、他もいろいろ探したのだが、値段と性能の点で良いものがなかったので使った。

それから しばらく、不調だったりやる気が出なかったり他にすることがあって放置していたが、先日ようやく実施した。概ねプロトや想定した手順どおりに進んだが、一つ、想定外の問題があった。

切ったシートを再度貼るのが難しい。: 換気扇を回して張力が掛かった状態だとシートの切れ目・切り口が離れてしまって合わないし、張力がない状態だと切った時とシートの張りが違う(立体的な形状が異なる)ため、テープがシワになりがちだ。事前に予想はしていて、(全部一気にでなく)一辺ずつ切って貼っていたのだが、それでも難しかった。

それで、シートに張力を掛けながら、切れ目の隙間を(あっても気にしないことにして)テープの幅以内に収まるようにし、張力を抜いて微修正してどうにか収拾を付けたが、今後の開閉の時が大変そうだ・・・

もう一つの細かい問題は、どうやってシートを切る線を描くかだった。上にも書いたように、シートは張力で変形するので、定規は使えない。使えたとしても、そんなに長い(約1m以上)定規はない。そこで、切る予定の点を繋ぐ仮想の線に合わせてマスキングテープを貼り(上または下辺を線に合わせる)、合わせた辺に沿ってマジックで線を描いた。 慣れると線が乱れたが、まあまあうまく行った。線を描いてからマスキングテープを剥がして、シートに切り込みを入れた。(プロトの縦の黒線は この試行)

他に工夫した点は、シートを開く方向だ。: 張力変化でのテープの変形を少なくして剥がれを抑えるため、シートの変形の大きい部分は切らない・貼らないほうが良いと考え、窓の中央付近を切らないようにした。なお、本当に中央付近の変化が大きいかは分からないし、実際に効果があるかは不明だ。

作り終わったらダクトテープが なくなったので、危なかった(半分の幅に切ったものが1回転くらいしか残っていない)。余裕を持って買ったはずだったが、作業までの間が開いた関係で、剥がれたシートの補修に使ったために減っていた。

 

通路を作ったあとで、早速ベランダの気になるものの状態をチェックしたが、幸い、網と支柱、ドレンホースと支持具は問題なかった。網は劣化するが、触った感じはまだ丈夫そうだったので、来年までは保ちそうな気がした。逆止弁は中が赤かったが、カビだろうか?

あと、少し前まで鳩の鳴き声が近くで聞こえて居たので、網を抜けて入って室外機の上にでも住み着いて居ないか心配していたが、室外機の上は綺麗だったので安心した。さすがに網は抜けようとしないようだ。仮に隙間から入ったら、出られないだろう。

ただ、以前、数回、雀が通り抜けて手すりの上に停まって鳴いているのを見たことがある。まあ、彼らは害が少ないから問題ない。

それから、通路を開けた時の視界のクリアさに感動した。いつも、PEシートを通した灰色に薄ぼけた光景しか見えていなかったので。

 

作ってからまだ一週間も経っていないので耐久性は不明だが、今までのところ、換気扇の間欠運転(窓にシートを張ったため、(室内のCO2などの濃度を抑えるため、)強制的な常時換気が不可欠)による頻繁な張力変化(約40分周期)に耐えてテープは剥がれずに居る。が、これから寒くなったりして過酷な環境になるので、果たしてどうなるか気になる。

一ついいことは、臭いについて今までに分かったこととして、少しくらいシートが剥がれて漏れがあっても臭いがひどくならないことがある(つまり、外は常に臭い訳ではない。が、臭い時はある)。だから、開口部のテープが多少剥がれても大きな問題にはならなそうなことだ。あと、朝カーテンを開ける時に見るので、剥がれているのに気付いたら補修すれば良い(ひどくなければ・・・)。

 

PS. 今週は これと もう一個(あとで書く)を片付けたので、作業机が すっきりして気分がいい(部屋は汚いがw)。まだTODOは多いが、一個ずつ やるしかない。あと、中には しなくていいようなものもあって、そういうのは延々と延期している。が、いつかしっぺ返しに遭うのだろうw

  •  0
  •  0
Keys: , , , , ,

延々と続く部屋の改造改良・異臭への対処: 今回は ちょっと失敗だった。改良作業自体は うまく行ったのだが、事前検討・確認不足でボツにしたので作業が無駄になった。それでも、異臭については改善できた。

近頃、トイレの換気扇を掃除したあとだったと思うが、トイレで鼻がムズムズすることに気付いた。その後、居間でもムズムズするようになった。 (← 下記のとおり、掃除の前からトイレでしていた。)

掃除する前はムズムズしなかった気がするが、確かではない。もしそうなら、なぜ以前は臭わなかったかは謎だ。もしかすると、掃除前はもっと臭いがひどくて、今はしない薬品臭や農薬臭(や煙草臭: これは汚れとは無関係にある)が起こっていたのかも知れない。 ← 記録を調べたら、トイレの換気扇(エアコンも)の掃除の前、6月頃にトイレでムズムズしていたので、どちらも関係なさそうだ。 (9/1 8:58)

それは、(居間については)エアコンの(ファンの)汚れ(カビ?)によるものか、風呂の換気扇による負圧や外からの風でトイレの換気扇※から臭い空気が出て来て(逆流して)、トイレだけでなく居間にまで達するためだと推測した。

※なぜか、風呂の換気扇からは臭いは出て来ない。ダクトが長いため抵抗が大きくて外から風が入りにくいのと、間欠運転で頻繁に排気しているためだと推測している。

エアコンのファンの汚れについては、数回掃除したが完全には綺麗にできていない。いずれファンを外して丸洗いしたいと思っている。

換気扇については、最初は臭いの元はダクト内部に付いた汚れ※だと考えていたが、逆流して風が吹き出ていても臭わないこともあるので、外の臭いが主なようだ。*

※ダクトは蛇腹状になっているので(→ : これは外に通じていないので綺麗)、その溝に汚れが溜まっていると想像した。

*それであれば、換気扇だけでなく、通常の空気取り入れ口から入った空気でもムズムズするはずだが、なぜか余りひどくない。ムズムズする成分が換気扇の排気口付近に溜まるのだろうか? 天井の影響?

一方、エアコンを掛けた車でもムズムズすることがあるし しないこともあるので、エアコンよりは外の臭いが主因だと思う。

あと、部屋で洗濯物を干している時にもそうなるので、水道水に含まれる成分(塩素? カルシウム?)が関係しているのかも知れない。ただ、車の排気ガスの成分のような気はする。

いずれにしても、ムズムズを防ぐにはトイレの換気扇から風が入らないように(逆流しないように)すれば良い。そのために、風呂の換気扇を回している時にトイレの換気扇から逆流しないようにすることを考えた。

この時は外の風での逆流を防ぐことは考えていなかった。というのは、部屋の換気扇の反対側の開口は閉じているので、論理的には風での逆流は ほとんど起こらないはずだと考えていたからだ。ただ、微妙な漏れがあるのかトイレの換気扇のダクトが短いせいか、実際には起こるようだ。

そうするには、トイレの換気扇に逆止シャッターを付けるか風呂の換気扇と同時にトイレの換気扇も回せば良い。前者は以前行った時には若干の漏れがあって完全には逆流を防げなかったので、より確実そうな後者にした。簡単に書くと、風呂とトイレの換気扇のスイッチと間欠運転用のリレーを並列に接続した。そうすれば、いずれかのスイッチかリレーをonすれば、両方の換気扇が回る。

必要な材料を揃えて、換気扇制御タイマーの変更や配線などを行い、うまく動作しムズムズも ほとんど収まって一件落着と思ったのだが、寝ていて目が覚めた時に、トイレの換気扇が結構うるさい(主に低音)ことが分かった。

どういう訳か、風呂のは静かだがトイレのは寝室に響くようだ。また、なぜか居間では うるさくないので、部屋の構造が関係しているようだ。

結局、うるさいと睡眠に悪影響がありそうなので、トイレの換気扇は頻繁に動かしたくなくなり、風呂のと連動させるのを止め、グリルに逆止シャッター※を付けて逆流を防ぐようにした。

※以前、風呂の換気扇用にクリアフォルダーで作ったものを少し変更して作った。

なお、元々換気扇のダクト側にシャッターは付いているが、密閉性が悪いせいか(強風が対象のようだ)結構漏れるので、僕には不充分だ。

ただ、シャッターには微妙な漏れがあるし、(上にも書いたように、)そもそも換気で外からの空気が入って来るため、まだムズムズすることはある。それでも、ないよりはずっと良くなった。

 

良くあることだが、何かをする前に問題がないか充分に考え・確かめることは重要だ。とは言え、考えてばかりだと結局何もしないで終わることもあるから、事前検討段階で素早く問題を見抜く(結構苦手だ)力が重要そうだ。

あと、いくら苦労したって、「駄目なものは駄目」で さっさと損切するのも重要だ。

その点では、どこかの国のように、(下らないプライドのために)一旦決めたら いくら不都合・不合理があっても やり抜き、そのあとで延々と不都合を我慢するほどの馬鹿でないのは ちょっとした誇りだ。

 

以下、作業にまつわる話を書く。: 作業が無駄だったので無意味なこともあるが、新たな知見・経験も得られた。

  • 当然ながら、2つの換気扇を連動させる(同時に回す)とCO2減少速度が向上した(換気能力が高まった)。: 約1.4倍になった。
    • 2つの換気扇が同様な能力なのに2倍近くならないのは、トイレの換気扇が吸気口(玄関)に近いのと、CO2を測定している居間から遠いせいだと推測している。
  • 秋月のXHコネクタの互換品(中国製)は全く駄目。信頼性・耐久性がない。
    • ピンに半田付けすると穴が緩くなってレセプタクル(ジャック)に挿すと抜けてしまうので、ピンごとに瞬間接着剤での固定が必要で、とても実用にならない。。。
      • それに懲りて、2回目の半田付けでは、ピンに即席の放熱板(お酒のアルミのキャップカバーを加工したもの)を付けたが、それでも不充分で、挿す時に後ろにズレた。
    • 「互換性を充分に検証した」のように書かれていたけど、駄目だった。サイズは合っていても、材質や耐久性まではチェックしなかったのかも知れない。
  • コードの容量(許容電流)について、今まで誤解していた(良く考えていなかった)。
    • 物理的に、コードの導体(線)が細ければ細いほど、大電流を流した時に発熱量が増える。 (→ 参照)
    • だから、コードの容量は、主に被覆の耐熱性(溶ける温度)で決まると考えられる。
      • 「細いけど なぜか許容電流が大きい」コードは、発熱するけど被覆が耐えるというだけで、特別な魔術はない。
        • 上は どのコードも導体が同じ(銅)とした場合である。金や銀のように抵抗の小さい導体なら発熱量は小さくなるし、超伝導のコードなら発熱しない(想像)。
      • だから、例えば、被覆が数百度に耐えるために許容電流が大きい細いコードに大電流(許容範囲内)を流すと、周囲は かなりの高温になって、(そのコードは問題ないけど)周囲は想定外の事態になりそうだ。
    • そういう訳で、電力用途では、(表示の許容電流を盲信せず)なるべく導体が太いコードを選ぶほうが良いことが分かった。
  • 今回は、コードを壁に留めるのに ひっつき虫(コクヨ)を使った。
    • 以前使ったブルタックは色(薄い水色)が付いていて(若干)目立つのと、柔らかいため、暑いと弱い(コードの力で浮いて来る)ので、その前に使ったハリ玉を買ったが、硬くて付きにくかったので ひっつき虫にした。
    • ただ、ひっつき虫もブルタックと同じくらい柔らかいので、暑いと弱そうだ。もう少し丁度良いものがあるか、気になるところだ。
      • 以前見送った ウフ ペタフィックスというのに興味はあるが、ブルタックもハリ玉もひっつき虫も随分残って居るので、まだ先だ。
    • いずれにしても、とりあえず、以前のブルタックは ひっつき虫に換えたい。
  • 換気扇には関係ないが、エアコンのファンを外さずに完全に清掃するのは難しい。
    • 前回の清掃のあとに、再度ボロ布を割り箸に巻いて清掃したが、余り綺麗にならなかった。
    • 次に、100円ショップの筒用ブラシ(ダイソー 注ぎ口洗いブラシ, 太いほう, 径約1.5-2cm)で擦ってからセスキ水と水を噴霧したが、上の写真のようにやっぱり茶色い汚れが残った。
      • ただ、擦ると黒い煤状の汚れの塊が落ち、セスキ水では黒い水が垂れたが以前ほど汚くなかったので、それなりに落ちては居るようだ。
      • また、ファンの全部の隙間を掃除してもブラシは問題なかったので、意外に耐久性があるようだ。
    • なお、少し毛羽の付いた布を棒に被せるクリーナー(ダイソー おそうじ棒)も試したが、すぐに汚れるため、掃除する箇所が多いとクリーナー自体の掃除が頻繁になるのと、ファンの羽根は微妙に湾曲していて布ではそこまで綺麗にできないので、使わなかった。
      • ファンの羽根の隙間は狭いので、割り箸を削って作った棒に被せた。
    • いずれにしても、分解してファン単体を丸洗いしたいところだが、難度は高い。

 

(9/1 7:40 文章と写真を追加; 9/1 8:58, 10:16, 10:34, 15:54 加筆・修正)

  •  0
  •  0
Keys: , , , , , , , , , ,

換気扇を自動的に間欠運転することで、部屋を常時適切に換気する話。

事前検討・試行の結論により、先月の中旬に間欠運転を実現するためのタイマー(XY-WJ01)を注文した。中国からなので届くまでに約2週間掛かり、届いてから5日くらい掛かって どうにか完成した。例によって苦労して疲れたものの、思って居たとおりに動き、いい感じに換気できているようなので満足している。

以下、注文してから出来上がるまでのことを列挙する。

タイマーが届くまで

  • 途中で(店が渡した運送業者から中国郵便に引き渡されてから)追跡番号が変わったため、AliExpress(以下、Ali)の追跡に出なくなってしまった。
    • しばらく進展がなくて、「どうしたのか?」と思って検索したら そういう情報が見つかり、別のサイトで追跡して番号が変わったのを知った。
      • サイトによっては全く出ないことがあるので いろいろ試すのが良さそうだが、17Trackが一番ちゃんと追跡できた。
    • ただ、なぜか(当然?)、こっちが受け取ったことはAliに伝わったようで、翌日に「受け取り確認しろ」というメールが来た。自サイトでは追跡できなかったくせに、そういうのが やけに早いのはちょっと気に入らない。
      • 「確認」するとお金が店に渡るので、急いで動作チェックした。
  • 結局、商品自体は安いけど送料は それほど安くないし、受け取るまでに時間が掛かる(届かないこともあるだろう)し、届いた商品が壊れているとか偽物の可能性もあるので、気長に何度でも待てる場合以外は(多少高くても)国内から発送する業者のほうがいいと思った。
    • その点では、Amazonマーケットプレイスで国内発送でない業者だったら、Aliのほうがマシだ。
      • Aliは客が「確認」しなければ お金が行かないから、業者もAmazonより真剣になるのではないか?
  • 意外にも、「タイマーのチップ」(時計みたいに「付ければ終わり」的なもの)を使っている訳ではなく、マイコン(ソフト)で制御していた。
    • 届くまで暇だったので、どういう回路か検索したら、回路図は出て来なかったもののCPUなどの写真が出て来て、写っていた番号で調べたらNuvotonの8051ベースのワンチップコントローラ(N76E003)だったのだが、実際に届いたものにはARMが使われて居た(後述)。
      • 「動けばいい」じゃなくて、意外に すごい更新をしているようなので感心した。
        • チップがディスコンになったので(実際は不明)、仕方なくそうしたのかも。
    • 依然としてメーカーが不明だが、誰がソフトを書いているのだろう?

タイマーが届いて

  • 基板を眺めて
    • 今回は使わないが、トリガ入力のコネクタ(写真: 基板上辺左寄りの白い長方形)がXHコネクタ(3ピン)で、偶然 今回使うために買ったものに一致していて、(買ったものは2組セットだったので)使った残りをトリガにも使えると喜んだ。
      • 僕の勘が冴えてるのか、XHが偉大なのか。
      • ただ、実際には2組使うことになったので、トリガには使えなくなった。それでも、アンプで余ったXHのジャック(金具)が残って居るので、それをトリガに使うことはできる。
    • 同様に、今回は使わないが、リレー(SONGLE SRA-05VDC-CL, 写真: 右端下部の黒い大きな長方形)にはNC(normally closed)接点があり、タイマーのターミナルには出ていないが、未使用のリレーの端子(写真: 中央辺り、基板左辺中央付近の大き目の銀色の丸)に線を繋げば使そうだ(未確認)。
    • 謎の未使用端子J1 (写真: 中央右寄りの縦に並んだ5つの点)
      • 何か繋げられる感じで興味はあるが、ソフトで制御しているため ただ繋ぐだけでは使えなさそうなので、特に調べることはせずに謎のままにした。
    • 謎のCPU!
      • 型番の文字が小さくて(写真: 中央の大きい長方形(LCDコントローラ)の右の小さい正方形)読みにくく なかなか検索できなかったが、CHIPSEAという会社のCS32L010F8U6らしいことが分かった。
      • コアはARM Cortex-M0だが、データシートが手に入らないので詳細は不明だ。
        • が、STMicroのSTM32L010F4(検索を繰り返すうちに引っ掛かった)に型番が酷似しているので、そのパチもの互換品なのではないかと想像している。
          • CHIPSEAのは5Vが可能なので、僕らには使いやすそうだ。あと、STMicroのに比べてSRAMの量が2倍になっている。
    • 事前に調べていたのと部品の形状、部品配置が微妙に異なる。
      • CPU同様、ちょこちょこ更新しているようだ。あるいは、CPUを変更したために基板も変わったのか。
  • 明る過ぎる液晶
    • 僕はそこら辺にこだわるほうなので(後述の電源ランプを参照)、暗くしたくて調べたら、LCDコントローラHoltek HT1621のVDDとVLCEDに繋がった抵抗(R6, 20kΩ)を大きくすれば できそうなことが分かった。
      • 問題の抵抗R6(チップ抵抗, 写真: 中央の大きな長方形(LCDコントローラ)の下の、白い枠に囲まれた小さい黒)には"30C"と書いてあり、目が悪くて読み間違えたのかと思ったが、検索したら チップ抵抗は小さくて多くの文字が書けないため、そういうクソな分かりにくい表記("EIA-96 code"とか「E-96 数列 2 桁化対応記号」というらしい)にしていることが分かった。
    • ただ、設定し終わったら液晶は見ないし、時間が経てば自動的に消えるので、そのままにした。
    • 最初は「いかにも(略)らしい」と思ったが、まあ、屋外など いろいろな環境で使うことを考えれば、明るくしたほうが正しいのだろう。
      • ボリュームで変更できればベストだが、上記のように常に見るものでないから そこまでする必要はない。逆に、壊れやすくなるから良くない。
        • これは本心で、「可動部品は壊れやすいから避けたい」と思っている。が、そんなことを言ったら、電解コンデンサなんて ものすごく頻繁に動いているから寿命が短い気がする(実際そうだろう)が、そこら辺は 分からないw

動作確認: OK

  • 半田付けやPC側にコネクタの必要なUART(シリアル通信)以外の ほとんど すべての機能をチェックし、正常に動作することを確認した。
    • 意外に(というと悪いが、)ちゃんと作られていて感心した。
    • この点でも、これは小さい会社がテキトーに作っているとは思えず、やっぱり、誰が作っているのか興味がある。
      • 前の稿でも書いたが、このタイマーは他にも いろいろ似たような機能・仕様の姉妹品があるので、元は一つなのだろうと思う。その「元」を作っているのは どこなのだろうか?
      • そして、なぜ、メーカー名を全く表示しないのだろうか?
    • タイマーには低・高レベルの2種類のトリガ入力があるが、それぞれ独立しているので、両方同時に(片方ずつ入力するという意味)使える。
      • また、片方をonにしたまま もう片方をonにしたらトリガが掛かった。
      • それから、「低レベル」とは負論理の意味だった。Lにするとトリガが掛かる。
  • 更に、実際のシステムの回路を仮に配線して試したらちゃんと動いた
    • それにしても、上の写真の光景は我ながらひどい。雑然とし過ぎている。良くマトモに動いたものだ・・・ 「ハードはソフトとは違うんだぞ!」って言われそうだ。

いくつかの事前検討・試行

  • リレーの耐久性の事前検討
    • このシステムは連続してリレーをon/offして換気扇の回転(電源)を制御するので、データシートでリレーの耐久性を調べた。
    • すると、意外に、機械的寿命より電気的寿命のほうが短いことが分かった。
      • 何度もon/offすると、メカ(支点やバネ)よりも先に接点(の表面)が駄目になって接触不良になるのだろう。
        • 僕としては、これも機械的寿命のように感じるが、どちらかと言えば電気なのだろう。
    • → 動作設定(特に間欠動作の周期)を決める際に、可能な範囲でon/offの回数を少なくすることにした。
  • 防音についての試行
    • 上記のように延々とリレーをon/offするので、作動音(「カチッ」という音)がうるさい可能性があって、気になって居た。
    • 動かしてみると、音量は大きくないものの小さくもないので、少し防音をしてみた。
    • → 音を小さくできそうなことが分かったので、実際のケースや設置場所で気になったら対処することにした。
  • PCからの遠隔操作についての事前検討・試行
    • 今回は遠隔操作はしないが、興味があったので、手元に余っている古いWi-Fiルーターでタイマーを制御できないか(途中まで)試してみた。
      • ルーターのLEDのon/off(の電圧)がタイマーのトリガとして使えそうなことが分かったが、LEDをon/offするにはルーターを再起動させるくらいしか手がない。
        • なお、デバッグモードのあるルーター(WHR-G301N)だと、コマンドでLEDをon/offできる(中でLinuxが動いている)ことが分かったが、既知の脆弱性があって使うべきでないから止めた。
          • その脆弱性を塞ぐファームウェアにすると、デバッグモードは なくなってしまうような気がする(デバッグモード自体が脆弱性と言われているのかも知れない)。
      • デバッグモードのないルーター(WSR-300HP)の再起動でLEDをon/offするにしても、LEDは点滅するのでタイマーのトリガにするには適切でなさそうなので、諦めた。
      • また、仮にそれで制御するにしても、PCから制御結果が分からないのは良くない。
    • → 結局、PCからタイマーを制御するには、Wi-Fi-シリアルアダプタをタイマーのUART端子に繋ぐのが一番良さそうだという結論になった。

システムの構築(接続・配線)

  • 届いた翌日、(確か上述の動作確認のあと)疲れているから翌日に延期しようと思って居たが、午後になって急に やる気が出たので配線に取り掛かってしまった(「止めときゃ良かった」w)。
  • 疲れていたので いろいろ失敗したが、何とかできた
    • 接続間違いを何度もした。
      • 回路図(注: 左は清書したもの。実際に使ったものは手描き)を確認せず、うろ覚えや思い込みで繋いで失敗した。
    • 気付いたら左手の指が少し切れて居た。ラジオペンチで?
  • ケースは、仮に段ボールの小さい箱にした。
  • ちゃんと動いたものの、さすがに疲れ果てた。

動作設定(間欠動作の周期, on/off比)の決定

  • 実際のシステムで換気扇を間欠動作させる設定を、いろいろな要素(下記)を考慮して決めた。: on: 10分, off: 35分の45分周期にした。
    • 換気能力(速度・量) → on/off比
      • 最低限実現しようとする換気能力とした厚労省の基準(30m3/h・人)と、使う(制御する)換気扇の仕様(換気能力)より、on/offが約1/5.4 (1:4.4)以上なら良さそうだった。
        • これは、事前検討・試行で勘で仮に決めていたon:off= 15分:60分に近い。
        • ただ、換気扇は居間から離れているので、もう少しonの割合を長くして換気能力(速度・量)を増やそうと考え、on:off= 1:3.5とし、周期を30分としてon/off= 6.7分/23.3分を仮の設定とした。
    • 追従速度 → 周期
      • 周期が長いと、室内のCO2の増加への対応が遅れるため、短時間的にCO2濃度が高くなって好ましくない。
      • 良く言われるように、長くても1時間くらいが適切だろうと考えた。
    • リレーの寿命 → 周期
      • 周期が短いと頻繁にリレーが動くため、寿命が短くなる。
      • 仕様から計算したところ、電気的寿命を10万回とした場合、周期が30分の場合、約5.7年、1時間の場合、約11年となった。
      • 実際には5年以上も使わない・持たない気がするので、周期は30分以上なら良さそうだと考えた。
    • 窓に張っている異臭侵入防止シートの寿命(劣化) → 周期
      • 換気扇が回ると室内外の気圧のバランスが変わるため、窓のシートに力が加わって動く(膨らむ・しぼむ)。
      • 頻繁だとシートが劣化する可能性があるので、周期は長いほうが良い。
      • ただ、実際には外の風の影響で細かく動いているはずだし、それ以前に、気温の変化や紫外線の影響のほうが大きそうなので、余り気にしないことにした。
    • 騒音 → 周期
      • 頻繁にリレーが動くと作動音が うるさく感じるかも知れないので、周期は長いほうが良い。
      • → 実際の設置位置で動かしてみて調整することにした。
        • → リレーの作動音は全然気にならず、実際に設定した周期(45分: 後述)で問題はなかった。
          • 作動音は音量が小さい上に、気温・室温変化などで生じる建物または建材の(ラップ音みたいな)音や冷蔵庫のコンプレッサーが起動する音に似ているので、聞こえても気にならない。
      • 他に、換気扇の運転音(低音)は聞こえるので、周期は長いほうが良いと思いそうだが、周期が長いと1回の運転音も長くなるから そうでもなさそうだ。
    • 外部の臭いの影響 → on/off比, 周期
      • 外が臭く(例: 煙草臭)、建物に風が吹き付けている場合、室内にその臭いが入って来ることがある。
      • その時に換気扇を回すと臭いを排除できることが多いが、逆効果のこともある。
      • どうすればいいか分からないし、そういう場合は少ないので、これは考慮しないことにした。
  • 仮の設定では周期= 30分、on/off= 6.7分/23.3分としたが、周期は30分と1時間のどちらかが良いか決められなかったので、「間を取って」45分(10/35分)とした。
    • ここで間を取るのは いかにもテキトー・玉虫色的だが、何がいいか分からないかったので仕方ない。
      • 「駄目なら変えれば良い」の精神である^^
  • 上のような さまざまな要因や紆余曲折を見ると、on/off比や周期を自由に設定して試せる点で、(最初のアイデアのアナログ回路でなく、)デジタルのタイマーにして良かったと つくづく思った。
    • アナログ回路でない、「普通のタイマー」にしたとしたら、周期動作でないタイマー(例: 毎日A時からB時までon)だったら、設定変更のたびに数多くの設定を変える羽目になって、とても実用にならなかっただろう。

※こういう処理(設定)を突き詰めるとPWMになり、換気能力を決める時にon/off時間や周期を考えなくても良くなり、on/offの時間比(デューティ比)だけの設定になる(そのうえリレーも要らないので、寿命も騒音も気にすることなく自由に設定できる)のだが、普通の換気扇(モーター)をPWMで動かしても大丈夫か分からないし、僕が買えるような安価な(海外製の)PWMコントローラでAC100Vを制御する勇気(蛮勇)は ないので、まあ、現状の処理が最適だろう。

だけど、低電力の直流(交流でも可)だったら そういうコントローラが使えるので、その時には是非試したい。(が、そういう機会ってあるのか?w)

仕上げ、追加作業

  • システムの基本部分は出来たが、使い勝手や安全性や耐久性や見栄えの向上のために以下の作業をした。
    • 正式なケースへの組み込み
      • 紙の箱は湿気に弱くて危険なので、別件でたまたま見付けた、車の非常用(実際は荷室内のザックの中に放置されて居た)の救急箱(の箱、プラ)を使った。
        • 救急箱の中身は、絆創膏やライターや胃薬と全く貧弱だし、車内に置いたままでは劣化して無意味・危険なので、いずれ ちゃんとしたいと思う(が、どうすればいいか見当が付かない)。
        • ちなみに、この救急箱は、大昔にUSに遊びに行った時に野山を歩くから要りそうだと思って現地で買ったものである。中身は とうの昔になくなっており、外側と説明書だけが残っている。
          • もう30年前後経っているのに随分綺麗だし、まだ強度が充分ありそうで破損もしていないのに感心する。
      • 加工の量が少ないのとプラ(PS)が柔らかかったので、僕としては結構綺麗に出来た
      • なお、リレーの動作音は気にならないので、ケースの防音・遮音処理は不要だった。
        • 正式な設置場所に置いた場合、夜など静かな時でも聞こえることは ほとんどなく、寝ていて それで目が覚めるということもない。
        • ただ、換気扇の起動・停止に伴って、窓に張ったシートが動く(膨らむ・しぼむ)音が聞こえることが多いし、換気扇の運転音(低音)は聞こえる(それらはリレーの問題でないので、仕方ない)。
    • 作動中ランプを追加
      • 換気扇が動いているのが分かったほうがいいので、リレーがonになったら点灯するように、LED(青)を付けた
        • ケースの下半分が青いので青にしたが、目立たず良かった。
      • これで完成と思ったのだが、以下のように追加の作業が多かった。
    • 電源ランプを追加するため、2色LEDに交換
      • 動かしてみると、電源は入っているけど換気扇は動いていない状態も知りたくなったので、付けたばかりの青LEDを2色LEDに交換し、電源onを緑換気扇作動中をオレンジにした。
      • 色、特に明るさ(暗さ)に こだわった(タイマーのように明る過ぎるのは嫌だった)。
        • 少し調整したら、緑が深い色で(発光体でなく)絵のような感じになって、期待以上に良くなった。
    • 配線の改良
      • タイマーの端子にコードを繋ぐ際の接続誤りを防ぐため、ラベルを付けた
      • また、端子に より線を1本ずつでなく、それらを まとめたものを繋いだピンを挿すようにして、折れによる断線や抜けを防ぐようにした。
      • 最初はケースの前面近くからコードを引き出していたが、邪魔なので、後ろのほうから出すようにした
    • 電源・作動中ランプの取り付け方の改良
      • 2色LEDは角型で取り付けが難しく、仮にブルタックで付けたのだが、配線を改良する時に外れてしまったので、カセットガスのキャップと紙でホルダーを作って付けた
      • そうしたら、なぜか電源ランプ(緑)が暗目になってしまったので、更に改良して何とかなった
        • ランプホルダーの穴を広げ、ケースの光を通す穴も少し広げ、ホルダーをケースに貼る両面テープが光の邪魔にならないようにした。
        • また、散光キャップが奥に凹んでいたかも知れなかったので、両面テープでホルダーに付けた。
        • → 緑も明るくなった(写真では同じように見えるが、実際に見ると明るい(感じがする))。
    • 設置場所決め
      • 風呂の換気扇を制御するので洗面所に設置する都合上、濡れた手などで間違って触ったり水滴を掛けて感電したり壊さないようにするため、本体を洗面台の上に置くことにした。
    • 本体から出ているコードを、壁などにちゃんと取り付けた。
      • 「ちゃんと」とは言っても跡が残る方法は取れないため、ハリ玉やブルタックを使ったので今ひとつ弱い。
    • PCファンを撤去した。
      • 今まで常時換気に使っていたPCファンは弱くて効果が少ない(そのために このシステムを作ろうとした)ので、撤去した。

気になったけど見送ったこと

  • 外部リレーの接点にサージキラー(例: バリスタ)を入れること。
    • 入れると接点の寿命が延びるそうだが、手持ちには ないので見送った。ただ、今は2回路のうち1回路だけ使っているので、駄目になったらもう片方を使えば良さそうだ。
      • 駄目になるのが早かったら、サージキラーを入れたい。
    • なお、タイマー内蔵リレーの接点については、繋がっている外部リレーのコイルにダイオードを入れたので大丈夫そうだ。
  • (書いたあとで思い付いた) タイマーの端子への接続間違いを防ぎ、接続を より安定にするため、XHコネクタ(4ピン※)で(車のハーネスのように)一括接続すると良さそう。作業性も向上する。 (3/4 7:58)
    • ※独立なのは3ピンなので3ピンでも可。将来、リレーのNC接点を使うなら、5(または4)ピンが良い。
    • ただ、今は手元にXHコネクタがないので できない。

動作チェック、効果の確認

  • 設定したon/off時間どおりに換気扇が動くことを確認した。
  • また、以前買った臭いセンサを使ってCO2濃度を測定し、効果を調べた。
    • このセンサは余り信頼性がないが、他に手段がないので使った。温度が一定なら それなりの(CO2濃度に比例してそうな)値が出るようだ。
    • 測定の結果、本システム(動作設定: on: 10分, off: 35分)稼働中のCO2の増加速度は-22.0(ppm/h, 例)となり、1人分のCO2は除去(換気)でき、更に0.8人分程度の余裕がありそうなことが分かった。
      • 換気扇を動かさない状態(人が1人居る)のCO2の増加速度を調べたところ26.0(ppm/h)だったので、システムとしては-22-26= -48(ppm/h)となり、1人分の1.85倍の換気能力があると考えられるので、上の表現とした。
  • ※実際には、この作業は上の設置場所決めの辺りで実施した。

昨日、ここまでの作業が ようやく終わって、一段落である。いつものことだが、いろいろ ちゃんとしたかったので、始める前に思って居たより ずっと手間が掛かった。

 

使ってみた感想

便利! 今までは、(当然ながら)換気しようと思ってスイッチを入れないと換気できず、入れてから ある程度時間が経ったら(15分を目安にしていた)忘れずに止めないと、寒くなったり湿度が下がったり外から異臭(主に農薬臭: 原因不明)が入って来たりしていた。逆に、換気を忘れると(当然ながら)室内の空気が悪くなった。そういう手間・神経を遣う必要がないのは、すごく ありがたい。

 

夢は広がる? (あとで やりたくなるかも知れない(けど、必要か不明だし面倒なw)こと)

PCからの遠隔(無線)制御: 少しの間、通常の設定より多く(または少なく)換気したい場合などに、PCから設定を変更できると便利。

  • 以前書いたWi-Fi-リレーモジュールのシリーズでWi-Fi-シリアルモジュールがあるので、それが使えそう。ただ、プログラムを書き込んだりする必要がありそう(必要の有無は製品ごとに違うらしい)なのが面倒。
    • 少し高い(2千円くらい)が、できているものを買うほうがいいかも。
      • ↑ 調べたら(Elfin EW10A)、技適を通っていないから駄目だ。知らん顔して使う人も居そうだが、(いい歳なので)なるべくズルを したくないから止めておく。すると、手頃な価格で楽に使えるものが皆無になってしまう・・・ (3/4 18:55)

 

PS. AC100Vを扱うのは危険なので、この稿では 姑息にも その辺りを ぼかしている。だから、初心者が見てそのまま作れて動くなんてことはない。※ 一方、エキスパートには分かり切ったこと(やればできる)なので、読む必要がないかも知れない。

※一般論として、個人的には、見て打ち込んで・配線してそのまま動く 昔のパソコンとかキット的なものの記事、あるいは、指示のとおりに鍵盤を押せば演奏(らしきことが)できる 初心者向けキーボードなどは果たしておもしろいのか大いに疑問だが、自分の経験としては、そういうのがイントロとか切っ掛けとして役立ったことも多いので、それはそれで あってもいいのだろうとは思う。

逆に、僕が大嫌いなのは、回路の仕様(例: 抵抗やコンデンサの値とかトランジスタの型番)を決めてしまって、それ以外は「知らない」・「分からない」(「動かない」というスタンスすら取る)という奴だ。そんなことはないのに、いろいろな可能性を摘んで居る。

そう言えば、逆に、キットの電源電圧の想定範囲すら書いてないアフォも居たな。そういうのもクソだと思う。

「手元に その部品がないけど、何とかならないか」と思った人に「できない」と言って、考えるのを止めさせてしまうのは良くない。例え結局できなくても、考えて試すことに意味はあると思う。

が、AC100Vは充分な覚悟を持って扱うものだから こうした。

そうすると、この稿の存在意義が不明になりそうだが、こういう使い方(アプリケーション、実例)があるという紹介とか、何かのアイデアを誘発するかも知れない価値は あると思う。

まあ、筆者としては、自分のための整理した記録として書いているので、他の方に何の価値がなくても、「一定の」※意味はあるw。

※あくまでも慣用句。その、一定たる量が どのくらいなのかは知らないw

  •  0
  •  0
Keys: , , , , , , , , ,

換気扇の間欠運転システムのタイマー、あるいは周期的on/off制御回路を自作しようと試行錯誤していたのだが、うまく行かないのと柔軟性がないために諦めて、市販のタイマーを使うことにした。

確認のために短いon/off周期にしていた時は さまざまな無茶がありながらも動いて居た感じだったが、実際のon/off周期(例: on: 15分, off: 1時間)にするとうまく動かなくなった。

後述の「非安定マルチバイブレータ版」では、実際の設定でも最初の「一瞬」(1周期= 約1時間)は うまく行ったのが謎だ。たまたまとか勘違いだったのだろうか。そのあとに「改良」しようとして いじったのが悪かったか。あるいは、無茶のために素子(トランジスタ、コンデンサ、抵抗)が壊れるとか特性が劣化して、動かなくなったのだろうか。

確かに、何度か試している時に過電流で抵抗が焦げて異臭がしたから、その前後のコンデンサやトランジスタも駄目になったのかも知れない・・・

その後もいろいろ試したがモノにならなかった。後述の「コンデンサ+リレーでのラッチ版」だけは ちゃんと動いたが、リレーを2個も使うのは綺麗でないので却下した。そのリレーを1個に減らそうとしたら、トランジスタが増えるうえに ちゃんと動かなかった。

試した回路と簡単な説明を、シミュレータまたは実際に組んで試した順に列挙する。

  1. 元々の案 (コンデンサ版)
    • コンデンサを充放電し、その電圧でリレーをon/offさせようとした(イメージはグラフを参照)が、後述のように、充放電をヒステリシス処理していないために期待どおりには動かなかった。
      • 具体的には、充分放電する前(放電開始から0.7Vくらい下がった程度)に充電が始まってしまい、on/off周期が想定より随分短くなった。
  2. コンデンサ+しきい値回路+フリップフロップ版
    • しきい値回路(図の左側, 使用したシミュレータのサンプルのSchmitt Triggerを参照した)とフリップフロップ(図の下部)で充放電の制御をしようとしたが、フリップフロップではヒステリシス処理(後述)にはならないために、うまく動かなかった。
      • このしきい値回路はシュミットトリガと書いてあるものの、期待するようには動かなかった。グラフを見ると、縦線の幅が狭い(= 僕の設計不足)せいだろうか?
  3. 非安定マルチバイブレータ版 (シミュレーションのみ。実際の回路では試さなかった。)
    • 非安定マルチバイブレータ(参照)の左右のトランジスタのon時間(幅)をリレーのon/off時間に対応させることを考えて、シミュレーションではうまく行った(の下部の一番右のグラフのon/off時間が希望の約1:4になっている)が、さすがに無理がある気がしたのでシミュレーションだけで止めた。
  4. コンデンサ+フリップフロップ版
    • 2のしきい値回路は不要な(効果がない)気がしたので省いたが、動かないことに変わりはなかった。
  5. 非安定マルチバイブレータ版
    • マルチバイブレータの左右の回路の(CRの)時定数を別にするのには無理があるようで(論外?)最初は動いたものの、実際の条件・設定(on: 15分, off: 1時間)で試したら動かなくなってしまった。
  6. コンデンサ, コンデンサ+フリップフロップの改良版
    • ちょっと思い付いたことをしてみたが、本質的でなく効果はなかった。
  7. 非安定マルチバイブレータの改良版
    • 5はトランジスタの過電流や電源が不安定とか接触不良などの問題で動かなかったかと思って改良したが、同様の結果だった。
  8. コンデンサ+リレーでのラッチ版: これだけは成功した(と思って居たが、実はシミュレーションのみだった)。
    • リレーを1個追加し、それに充放電の制御を補助させた(後述)。
    • また、PNPトランジスタのコンパレータ回路(参照)で充放電のしきい値を検出するようにしている。
  9. コンデンサ+トランジスタでのラッチ版 (シミュレーションのみ)
    • 8のリレー2個はスマートでないのでラッチ回路をトランジスタにしてみた(図の右端, 参照)が、ラッチ回路の動作が期待と異なっていたために、うまく動かなかった。
      • 具体的には、ラッチ回路は、デジタル的に入力電圧がしきい値(例: 0.7V)を超えたら出力が高電圧(例: 6V)になるが、僕が期待していたのはヒステリシスやシュミットトリガだったので、うまく行くはずがない。
  10. コンデンサ+しきい値(PNPトランジスタ)版 (シミュレーションのみ)
    • コンパレータ回路(図の中央・下部の点線で囲まれた3つの部分, 8と同じもの)で充放電のしきい値検出をするようにしたが、ヒステリシス処理していないために、やっぱりうまく動かなかった。
  11. コンデンサ+しきい値(NPNトランジスタ)版 (シミュレーションのみ)
    • PNPトランジスタの使い方が良く分からないせいもあり、やたらに電流を食って動作に影響を及ぼしたので、NPNトランジスタで簡易なコンパレータを実装してみたが、抵抗で入力を分圧するのが良くなくて今ひとつだった。
    • この辺りになると、何を目的・目標にして回路を構成してるのか(要するに「何がいいか」が)曖昧になり(とにかくリレーを減らしたいだけだった)、考えに誤り・抜けが見つかったら その対処のための部品・回路を増やしたので、どんどん複雑になってしまった。(本末転倒)

一番のポイントは、コンデンサの充放電のタイミングをヒステリシス(あるいはシュミットトリガ)処理する必要があることだ。言い換えれば、最初の発想の「コンデンサの電圧が しきい値低(Vl)以下なら充電、しきい値高(Vh)以上なら放電」という単純な処理では済まないことに薄々気付いて居ながら、思い付いたことをするばかりで根本的な対処をしなかったことが悪かった。

(ずっと、どうすればいいか分からなかったのだが、)ヒステリシス処理をしないと、充電が終わって電圧がVhを超えて放電を開始して少しするとVhを下回るので、すぐに放電が停まって充電が始まる(か何もしないか)の繰り返しになってしまう。グラフではV1(左のVhに相当する)とその少し下辺りの約0.7Vの幅でチョロチョロ上下することになる(例: の下部右側3つのグラフの小幅な上下)。そのため、たとえ希望のon/off時間比が実現できても、周期の長さの上限が大幅に短くなる。

それを防ぐには、充放電を以下のようにしなくては ならない。

  • コンデンサの電圧がV2以下になった場合、V1以上になるまで充電し続ける。
  • コンデンサの電圧がV1以上になった場合、V2以下になるまで放電し続ける。

→ 電圧がV2とV1の間では、電圧が上昇している場合は充電し、下降している場合は放電する。

※上のV1, V2はグラフに対応する。

ソフトなら容易に実現できるのだが※、アナログ回路では僕には かなり難しかった。上の「コンデンサ+リレーでのラッチ版」では追加したリレーで放電処理を保持してヒステリシス処理を実現できた。

※そもそも、ソフトの場合は(クロックで生成される)時間をカウントすればいいので、こういう処理自体が要らない。

今となっては、上のシュミットトリガの参照ページにはトランジスタでの回路が載っているので、2の「コンデンサ+しきい値回路+フリップフロップ版」のしきい値回路をそれに換えれば(更に、フリップフロップも要らないのではないか)できるかも知れない。が、コンデンサの充放電でon/off時間を設定するのは、設定可能な時間に上限(コンデンサの容量や抵抗値による)があるうえに周期やon/off時間の比率の変更・調整が容易でも柔軟でもないので諦めた。

 

という訳で長い回り道をしたが、間欠動作のできるタイマーを注文して届くのを待っている。

でもまあ、最初の僕の考えがイマイチ(実用性に欠ける)だったことが原因も合わせて確認できたし、疲れたけどいろいろ遊べたから良しだ。

今回はAmazonでなくAliExpressにした。というのは、Amazonは(嫌いだし)品数(出店数)が少ないうえに割高な感じ(AliExpressを見て気付いた)だし、機能について問い合わせても(単に「マニュアルを下さい」だけだが)碌な回答がなかったので嫌になり、なおきさんが以前使われて興味があって、試しにサイトを見てみたらすごい品数と割安なので※感激した。

※ただし、送料を合わせると それほど安くならないのが残念だ。いろいろまとめて買うと いいかも知れない(が、楽天のようにそれぞれの店が別なので、一箇所で全部揃わないと割高になる)。それでも、今回は最初だったので、360円くらいのクーポンが使えたのはありがたかった。

タイマーは、メーカー名不詳(いくら探しても出て来ず、医療関係らしい資料に それらしい名前(Belong International Co.)があったが、サプライヤーかも知れない)のXY-WJ01というものにした。いくつか比較して、機能が一番僕の要望に合っていた(かつ豊富な)のと、比較した中では一番新しそうだったからだ。なお、ほとんど同じ仕様で基板単体のもの(XY-LJ02)は安いが、ケースがあったほうが安心なので これにした。単体では約500円で送料とクーポンでの割引きを合わせて約540円だった。

ちなみに、同じものをAmazonで見ると最低でも1125円なので、送料込みで比較すると、Amazon(マーケットプレイス)は220円以上高い。

 

参考までに、タイマーの要求条件と比較した機種を以下に挙げる。

タイマーの要求条件

  • 基本的な仕様・機能
    • デジタル式: アナログ(ボリューム)だと設定の調整が難しそうだし、知らないうちにズレる可能性があるので。
      • アナログのほうが単純だし設定のバックアップが不要なので いいとも思ったが、安定性を重視して止めた。
    • On/off時間(期間)が独立で、それぞれ2時間以上設定可能なこと。
    • 繰り返し動作が可能なこと。
    • 設定が保存可能なこと。
      • デジタル式は、電源を切ったら「設定がパー」になることを心配した。
  • スイッチ: リレー
    • 機械的な強さやサイズではMOS FETだが、電気的な弱さがあるように思うので。
  • 電源: 12V
    • 追加リレーの電圧(12V)と合わせるため。
    • 可変なら なお良い。(将来別の用途に使えるかも知れないので)
  • 表示: LED/LCDどちらでも良い。
  • なるべくケース入り
    • 基板だけのものは安いが、うっかり触ってトラブルが起こったり埃が溜まるので、結局 自分でケースを用意することになるから元からあったほうが良い。
  • 価格: 1000円前後

比較した機種

※ほとんどの中身は いくつかのシリーズで同じもののようだが、メーカーどころか型番すらないものがあって、特定しにくい。

  • XY-LJ02 (= HW-751?): 基板
  • XY-WJ01: ≒XY-LJ02のケース入り(微妙に異なる)
    • XY-LJ02との違い: XY-LJ02は、
      • micro USB(5V)での給電が可能。 → おそらく、XY-WJ01も5Vで動くはず。
        • そもそも外部にリレーを追加する予定で12Vを使うので、問題ない。
      • リレーのNC(normally closed)接点の端子も出ているが、XY-WJ01はNO(normally open)接点のみ。 → そもそも外部にリレーを追加する予定なので、NOだけで問題ない。
        • 使う時は基板のリレーから取れるはず。
      • リレーの容量が大きい。: AC 125V 10A, DC 30V 10A (XY-WJ01はAC 110V 5A, DC 14V 10A) → そもそも外部にパワーリレーを追加する予定なので問題ない。
    • シリアルポート(UART)付き (XY-LJ02も)
      • 使う予定はないが、あとで使えば便利かも。
  • YYC-2S, YYC-2: 基板またはケース入り
    • 2Sと2の違いは表示桁数?
    • 電源電圧が固定なので見送った(ただし、今回は12Vだけで使う)。
  • DIY MOREのタイマー: ケース入り
    • XY-WJ01に似ているが、機能は異なる。
    • 電源電圧が固定なのと、外部トリガー(今回は使わない)がないので見送った。
  • DDC-431, DDC-432: (≒ YYC-2S?) ケース入り
    • 違いはスイッチがリレー(431)かMOS FET(432)か。
      • MOS FETは動作音がしなくていいのだが、使い方を誤った場合に壊れそうな気がしたので却下した。
    • これは電源電圧は固定でない。
  • (ディスプレイが2行のもの): ケース入り
    • 電源電圧が固定なので見送った。
  • (ターミナルのネジ用穴が天面にあるもの): (= YYC-2S?) ケース入り
    • 電源電圧が固定なので見送った。
  • (ボタンが四隅にあるもの): (= YYC-2?) ケース入り
    • 電源電圧が固定なので見送った。

 

PS. AliExpressを見ていて興味が湧いたものとして、PWMコントローラWi-Fiリレーがあった。前者は特に使う あてはないが、後者は今回の用途に使えそうだった。 − PCで換気扇をon/offする(プログラムを作る)のは容易だし、とても柔軟に制御できる。ただ、制御するPCなどを常時稼働させる必要がある(または停めている時は制御しない)のと、Wi-Fiモジュールの初期設定が大変そうだったので、今回は見送った。ただ、あとから今回買ったタイマーのトリガ入力に繋げることはできそうだ。

全くの杞憂だろうが、実はそのWi-Fiモジュール("ESP-01", "ESP-01S": 有名なようだ)に脆弱性があって、外部から侵入されて勝手に操作されることはないのかと思う。

という訳で、電子回路などで欲しい機能があったら、AliExpressを探すと大抵あるような気がした(それが ちゃんと届くかや まともに動くかは別問題で、リスクは高目だが・・・)。

 

(2/16 6:13 わずかに加筆・修正)

  •  1
  •  0
Keys: , , , , , , , , , ,

加湿器を買ってから湿度を良く見るようになった。すると、(風呂の)換気扇の効果が良く分かり、逆に、今のPCファンでの常時換気では充分でないことが分かって来た。: 風呂の換気扇を連続して(例えば1時間)回すと加湿していても湿度が下がり、停めると上がるので、確実に換気されていることが分かる。PCファンの効果は0ではないのだろうが、湿度への影響は微々たるもののようだ。

湿気だけが抜けないなら まだいいのだが、当然ながら、CO2の排出もPCファンでは不充分であろうから、(PCファンを付ける前に考えた、)風呂の換気扇を間欠的に回すのをやりたくなった。

まあ、手でon/offすればいいことだが、付け忘れたり消し忘れたりするのが嫌なのだ。

そのためには繰り返しタイマーが要るので探したが、手頃な価格で いいものが少ない。そもそも、時刻に関係なく一定間隔・周期でon/offし続けるものはなく、普通のon/off時刻指定のものでも安いもの(< 千円)は「当たり外れがある」、「すぐ壊れる」などのレビューが付いているのと、出力の接続がコンセントなので、換気扇のスイッチを制御するのには改造が必要で危険が伴う。

海外製の(「どこの馬の骨か知れない」)ものはデジタルなのに安くて良さそうだが、さすがにAC100Vで使うのはリスクが高い。以前も書いたが、企業などで充分な評価や検査をして使うならいいが、1個買って たまたま動いたから使って、あとで発火したら元も子もない。

(1/5 9:52) ところが、日本企業が出している(中国製)PCですら発煙したとのことなので、その国の製品を信用しては いけないのか、余程検査がズボラだったのか、あるいは日本では検査してない(単なる横流し?)のか・・・

そうすると、パナなどのものがいいことになるが、妙に高い。

もちろん、それは安全・安心を担保するためなので、暴利とか言うつもりはない。

いろいろ考えて居たら、(安い)タイマーを改造せずに使うことを思い付いた。タイマー出力のコンセントにACアダプタ(例: 12V)を繋ぎ、その出力をリレー※のコイルに繋いでon/offさせるのだ。リレーの端子(常時開放接点)は換気扇のスイッチに並列に接続する。リレーの端子にはAC100Vが掛かるが、タイマーを改造するよりはずっと危険が少ないし、接続も比較的容易だ。また、風呂を使う時などに、元のスイッチをonにすれば連続onにできるので、使い勝手が良い。

自作アンプのスピーカー保護キットで使わなかったもの(コイルは12V, 端子はAC100V対応)が余っている。

すぐに壊れるかも知れないタイマーを買うのは気が進まないし馬鹿らしいものの、そうしようかと思っていたら、更に考えが発展して(悪乗りして)、タイマー機能を自作したくなった。: 時刻は合わなくても良く、周期的にリレーをon/off(例: 15分on, 1時間off)すればいいので、それほど難しくはなさそうだ。そういうのには定番のIC(NE555)を使ったり、デジタル(マイコン)でやるのが普通だけど、555は手元にないし、マイコンなんて使うのは面倒だから(開発が面倒で、仕事じゃなかったらやりたくない。今は以前より手軽にできるのかも知れないが、コンピュータの数は少ないほうがいい)、アナログ回路で作ろうと思った。

アナログ回路より、マイコンでないデジタル、ロジック回路のほうが ずっと馴染みがあるし、作るのが楽そうだが、手元に部品が全くないので対象外だ。

回路の例などを調べたら いろいろ出て来たので安心(?)した。そして、今は事務やソフト関係の別件もあるので、TODOに書いておいて「落ち着いたらやろう」ということにした。が、昨日の夕方に暇だったせいか、「ちょっとやってみるか」と思ってしまい、(調べたページは見ずに)思い付くままに(アンプのスピーカー保護回路からのひらめきで?)回路をでっち上げてシミュレーター試したら、それなりに動きはするが、on/offの時間(長さ)が想定どおりにならず、深夜まで頑張っても解決できなかった。長さが違う程度ならいいが、長いon/off時間を実現するのが無理そうなので、実用にならなそうだった。

まったく良くある話だw

それで、やっぱり「落ち着いてからにしよう」ということにしたのだが、今朝起きる頃に駄目だった原因が分かったような気がして メモしていたら、対処方法も分かった気がした。が、どっちも気がしただけなので、試すことはせず素直に保留とした。

(下の話を分かりやすくするため、少し回路の動作を説明する。:

回路は、コンデンサと抵抗で時間(遅延)を作っている。具体的には、コンデンサに充電するまでの時間と放電する時間を使っている。

コンデンサが充電されて居ない状態では、1番目(左側)のトランジスタはベースとGNDの電位差が小さいために出力(コレクタ-エミッタ)に電流を流さない(off状態)。1番目のコレクタ-エミッタ間に電流が流れていないため、2番目(中央)のトランジスタのベース電圧が高くなるので、2番目のコレクタ-エミッタに電流が流れ(on状態)、結果的にリレーのコイルに電流が流れて接点がonとなる。

トランジスタを2個にしたのは、トランジスタは(電圧でなく)電流を増幅するので、時間を長くするために充電用の抵抗が大きくて1番目のベース電流が小さいとコレクタ-エミッタ電流が小さくなってリレーが動かないと考えたためである。2番目のトランジスタでリレーを動かせるように電流を増幅する。

コンデンサが充電されると、1番目のトランジスタのベースとGNDの電位差が大きくなってon状態となってコレクタ-エミッタに電流が流れ、2番目のトランジスタのベース電圧が低くなってoff状態となってコレクタ-エミッタの電流が止まり、結果的にリレーのコイルに電流が流れなくなって接点がoffとなる。

放電の場合はその逆である。

結局、コンデンサが充電されるまでの間、リレーの接点がonになって換気扇が回り、放電するまでの間、リレーの接点がoffになって換気扇が停まっている。

回路は上のとおりに動いたが、動作は期待どおりではなかった・・・)

On/offの長さが おかしいのは、特にoff時にコンデンサの電荷を完全に抜けないせいだと思って居る。コンデンサへのチャージ(貯める/抜く)制御(切り替え)をリレーで行っているのが良くないのではないか。いや、トランジスタの特性で電荷が充分に抜けないうちにonになるのが主因で(= 回路が悪い)、リレーは関係なさそうだ。

というのは、トランジスタのoff/onを決めるベース-GND間の電位差のしきい値は約0.7Vであるが、換気扇のoff時にコンデンサから放電している途中でベース-GND電圧が その しきい値を下回っただけで(想定では約0Vだった。 ← これが大きな間違い)トランジスタがoffになってリレーがonになってしまうので、換気扇のoff時間が想定より短くなるのだろう。

そうでなく、フリップフロップのようにon/off用の2組のトランジスタで貯める/抜くを制御すべき、あるいは、on/off用の2組のコンデンサを使うのだろうかと思っているが、こうやって書いている間にも考えが変わるくらいなので、先は長そうだ。

まあ、素直に、検索して見つかった回路を実装すればいいのだろうね・・・w

でも、なんか惜しい・もうちょっとの気がする。

そうこうしているうちに別のアイデアが出て来た。: リスクが高いから止めた海外製の安いデジタルタイマーのDC12V動作のものを選び(あった気がする)、それをACアダプタで動かし、出力(on/off)を換気扇のスイッチには直接繋がずに上述のようにリレーで制御すれば、比較的安全そうだ。(上の図でタイマーの電源をACからDC12Vに換え、リレーの電源もその12Vにしたものに相当) 少なくとも、タイマーが異常になっても発火はしない。

日和るか?

そもそも回路を作るのが目的ではないし、作るのは面倒で確実に疲れるし、「楽したらイカン」なんてクソな考えは持ってないので※w、安いタイマーが使えれば手軽だけど、(手持ちの部品だけでできそうなこともあって)ちょっと作ってみたい気持ちもある。

※むしろ、「楽するためには いくらでも苦労しろ」だ。

 

まあ「落ち着いてから」決めよう。

 

PS. 上の回路を ものすごく分かりやすく書くと、「ししおどし」だ。: コンデンサは竹筒。電流・電荷は水。竹筒に水が溜まったら下がって水がなくなり(= 放電 → 回路がoffになる)、上に上がる(→ 回路がonになる)。その上下する時間を、こっちの都合に合わせて設定しようとしているだけのことだ。 (2/4 18:51)

  •  0
  •  0
Keys: , , , , , , , ,